098活性炭濾池深度處理水中有機(jī)物

1、活性炭濾池深度處理水中有機(jī)物摘要：生物活性炭濾池能有效去除常規(guī)工藝出水中CODMnUV254三氯甲烷生成勢和一溴二氯甲烷生成勢，但在相同水力停留時間下，新鮮活性炭濾池對這些 有機(jī)物去除效果更顯著。生物活性炭濾池出水二溴一氯甲烷生成勢升高，而新鮮活性炭濾池對二溴一氯甲烷生成勢有時有一定的去除效果。關(guān)鍵詞：生物活性炭濾池新鮮活性炭濾池生成勢去除效果0引言以黃河水為源水的自來水廠，通常采用常規(guī)工藝進(jìn)行處理，其水質(zhì)不甚理想，這是 由于黃河水水源的污染日益嚴(yán)重，尤其是痕量有機(jī)物污染，通過常規(guī)工藝處理雖 然可以去除水中許多有毒有害物質(zhì)，但對水體中有機(jī)物的去除效果卻不太理想， 過濾后的出水仍含有較多的有機(jī)污

2、染物。活性炭深度處理工藝與常規(guī)工藝相結(jié)合應(yīng)是一種理想的凈水方式。本研究的主要目的是：通過比較新鮮活性炭濾池和生物活性炭濾池，處理經(jīng)常規(guī)工藝處理后出 水中的有機(jī)物的去除效果，為將來可能興建的以黃河為水源的安全供水工程或已 有自來水廠的改造及后續(xù)運(yùn)行管理提供一定參考。1 試驗(yàn)工藝本研究設(shè)備為有機(jī)玻璃制作的并聯(lián)的大小不同的2種顆?；钚蕴繛V池，其中體積較大的活性炭濾池（稱為活性炭濾池I ）內(nèi)填裝有已經(jīng)連續(xù)運(yùn)行約1.5的舊炭（可 以認(rèn)為掛膜成熟的生物炭），而體積較小的活性炭濾池（稱為活性炭濾池U ）內(nèi)填 裝有新炭,2種活性炭濾池的運(yùn)行參數(shù)如表1所示。試驗(yàn)在以黃河水為源水的 S 自來水廠進(jìn)行，試驗(yàn)原水為黃

3、河水經(jīng)常規(guī)工藝處理出水。原水 pH約為8,水溫為 2030C ,整個試驗(yàn)時間為70 d。表1活性炭濾池的運(yùn)行參數(shù)j尺寸填料高度/停留時間/濾速/ 活性炭人mm 其 mmmmin打 類型 活性炭濾池1 350 x 3 （XX） 1 2006.910.4舊真活性炭濾池II 100 X 2000 i 00069& 7新炭2試驗(yàn)結(jié)果與討論2.1 活性炭濾池對CODM的去除圖1反映了兩種活性炭濾池對 CODM的去除效果,可以看出,原水CODM經(jīng)常高于 3 mg/L,但經(jīng)過活性炭濾池處理后，其出水都能滿足CODM低于3 mg/L的規(guī)定。 雖然活性炭濾池I內(nèi)活性炭是已經(jīng)運(yùn)行約 1.5d的生物炭，但活性炭濾池

4、I對 CODM的去除仍然十分有效，這可能是由于除生物氧化作用外，微生物通過胞外 酶降解微孔內(nèi)吸附的有機(jī)物達(dá)到對活性炭的生物再生作用，使活性炭在達(dá)到飽和 容量之后可以繼續(xù)吸附少量有機(jī)物1。4 5 3,52 工2, (Lau)、咅cof -原水 去除率IT活性炭濾池【出水r活性炭濾池u出水60504030201015 12 14 18 25 28 32 35 42 46 49 53 60 70時間/d圖12種活性疑濾池對（：（）.的去除比較還可以看出，在相同水力停留時間下，活性炭濾池I對CODM的去除效果明顯低 于活性炭濾池U對CODM的去除效果，其中活性炭濾池I和活性炭濾池U對 CODM的去除率

5、分別為12.2%27.9%平均值為20.3%）和17.9%52.7%平均值為 31.1%）。此外，在試驗(yàn)期間內(nèi)活性炭濾池U對 CODM的去除規(guī)律隨時間變化不明顯，即濾 池內(nèi)活性炭上生物膜的發(fā)育成熟過程對 CODM的影響不明顯。2.2 活性炭濾池對UV254的去除 水和廢水中的一些有機(jī)物如木質(zhì)素、腐殖質(zhì)和各種芳香族有機(jī)物都是苯的衍生物 而且是天然水體和污水二級處理出水中的主要有機(jī)物，常用UV254作為它們在水 中含量的替代參數(shù)。圖2反映了 2種活性炭濾池對UV254的去除效果，可以看出, 在相同水力停留時間下，活性炭濾池I對UV254的去除效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于活性炭濾池U對UV254的去除效果,其中活性

6、炭濾池I和活性炭濾池U對 UV254的去除率分 別為3%38.2%平均值為21.9%）和38.7%77.6%平均值為55.9%）。在波長254 nm 下存在吸光度的物質(zhì)主要為大分子的芳香族化合物，其分子結(jié)構(gòu)復(fù)雜，生物降解性很差，因而微生物主要是通過吸附作用去除它們，而生物氧化作用不高2。對 于活性炭濾池I內(nèi)的活性炭，其吸附容量已經(jīng)飽和，因而對大分子的芳香族化合 物吸附作用較弱；而對于活性炭濾池U內(nèi)的活性炭，在本試驗(yàn)期間內(nèi)，即使在生物 膜的發(fā)育成熟過程中，其吸附容量仍沒有達(dá)到飽和，因而能有效吸附大分子的芳 香族化合物。0.060.040,02f -諫水 一一去餘率【0胎一-活性窩濾池I出水 一*

7、活性炭逮池II出水 q去除率口8141323542464956時間時圖2 2種活性炭濾池對UV孕的去除比較2.3 活性炭濾池對消毒副產(chǎn)物前體物的去除近20年來,人們逐漸發(fā)現(xiàn)，氯作為消毒劑在殺死致病菌的同時卻生成一些致癌的 消毒副產(chǎn)物，其中揮發(fā)性的三鹵甲烷（THMs）是重要的消毒副產(chǎn)物。消毒副產(chǎn)物生 成勢間接代表了水中消毒副產(chǎn)物前體物的多少。張金松等研究發(fā)現(xiàn)生物活性炭對 三鹵甲烷生成勢的去除效果很有限3,但Miltner等研究發(fā)現(xiàn)生物處理對三鹵 甲烷生成勢有較好的去除4。圖3反映了 2種活性炭濾池對三氯甲烷生成勢的去除效果，可以看出，活性炭濾池 I對三氯甲烷生成勢仍有一定的去除效果，對三氯甲烷生

8、成勢的去除率為 7.2%46.8%（平均值為19.8%）,而活性炭濾池U對三氯甲烷生成勢有很高的去除效果,其去除率為31.3%67.2%平均值為54.1%),這說明三氯甲烷的前體物主要 通過吸附作用去除，而生物氧化作用去除效果相對較弱。原水 Y去除率I活性炭濾池I出水 活性炭濾池H出水201612S405121828324667時間加-.is圖3 2種活性炭濾池對三氯甲烷牛成第去除比較此外,在試驗(yàn)期間內(nèi)活性炭濾池U對三氯甲烷生成勢的去除規(guī)律隨時間變化也不 明顯，即濾池內(nèi)活性炭上生物膜的發(fā)育成熟過程對三氯甲烷生成勢的影響不明 顯。圖4反映了 2種活性炭濾池對一溴二氯甲烷生成勢的去除效果，可以看出

9、，活性炭濾池I對一溴二氯甲烷生成勢也有一定的去除效果，對一溴二氯甲烷生成勢的去除率為2.8% 27.3% (平均值為11.8%),而活性炭濾池U對一溴二氯甲烷生成勢 有較高的去除效果，其去除率為10.8%83.2%平均值為38.9%),這也說明一溴二 氯甲烷的前體物主要通過吸附作用去除，而生物氧化作用的去除效果相對較弱。 此外,在試驗(yàn)期間內(nèi)活性炭濾池U對一溴二氯甲烷生成勢的去除規(guī)律隨時間變化 也不明顯，即濾池內(nèi)活性炭上生物膜的發(fā)育成熟過程對一溴二氯甲烷生成勢的影 響不明顯。5121828324667時間/d圖4 2種活性炭濾池對一幟二氯甲烷生成勢的去除比較圖5反映了 2種活性炭濾池對二溴一氯甲

10、烷生成勢的去除效果 ，可以看出，活性炭 濾池I對二溴一氯甲烷生成勢不但沒有去除效果 ，反而會引起出水中二溴一氯甲 烷生成勢的升高；而對于活性炭濾池U其對二溴一氯甲烷生成勢的去除效果沒有 明顯規(guī)律性，有時活性炭濾池U對二溴一氯甲烷生成勢有一定的去除效果，但有時反而會引起出水中二溴一氯甲烷生成勢的升高，其原因尚不清楚。由此也可以 看出活性炭濾池對三氯甲烷生成勢、一溴二氯甲烷生成勢與二溴一氯甲烷生成勢 的作用機(jī)理不同。圖5 2種活性炭濾池對二渙一氯甲烷主成勢的去除比較3結(jié)論常規(guī)工藝處理出水經(jīng)2種活性炭濾池處理后,其出水都能滿足CODM低于3 mg/L 的規(guī)定。活性炭濾池I能有效去除原水中的 CODMnUV254三氯甲烷生成勢和 一溴二氯甲烷生成勢，但在相同水力停留時間下，活性炭濾池U對這些有機(jī)物去 除效果更顯著?；钚蕴繛V池I對二溴一氯甲烷生成勢不但沒有去除效果，反